东北大学科技成果推广项目 11
速向渣中扩散生成低熔点的化合物并同渣中元素反应聚合成大颗粒夹杂物上浮，从而进一步强化脱硫的反应。另外，新渣系的添加剂还能提高钢包炉综合冶金效果。新渣主要特点是：渣的熔点低，成渣速度快，脱硫迅速，在正常的工艺操作下，可使[S]<0.002%；同时，可抑制钢中回磷；减少钢中的夹杂物，基本消除>0.1mm的大颗粒夹杂；钢的综合机械性能得到提高并可缩短精练时间。该成果已推广到天津无缝钢管公司、本钢、武钢、和首钢等国内多个钢厂；部分产品已出口韩国、日本和东南亚各国。近期我校和国内有关单位合作新开发成功精炼渣新型环保专用池炉设备，使生产的产品质量得到进一步提升。
二、主要技术指标
多功能预熔型钢包精炼渣主要成份和物理性能：
CaO:40-52%; Al2O3:30-42%; SIO2<3.5%; MgO: 8-10%; 添加剂 6-10%； 熔化温度<1300℃ 熔化速度<50S; 粘度（1500℃）<1pa.s; 密度2.4-2.8g/cm。
根据用户需要结合当地资源可利用电炉、冲天炉、回转窑、导燃窑和马蹄窑等不同设备和市场需求开发不同档次的精炼渣系列产品。
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三、应范围及市场分析
主要用于钢包精炼炉的脱硫；钢包合成渣洗脱硫剂；预熔型颗粒中间包覆盖剂基料和代替萤石在炉内造渣剂等。国内市场潜力巨大。
四、新型精炼渣专用池炉设备
主体设备由煤气发生炉和池炉两部分组成其中池炉由炉体、燃烧及测温系统、出料系统等几部分组成；池炉使用温度可达1550℃；设备自动化程序高；可实现连续生产并不污染环境；达到环保要求。主要原料用石灰石、铝矾土和煤气等，能耗400公斤标准煤/吨成品，生产成本，800元/吨左右。
五、合作方式及技术价格
技术转让，技术服务或联合开发系列产品，视情况收取技术费用20-50万，具体价格面议。新型池炉设备的制造可采取交钥匙工程实行总体承包或者提供设计资料：池炉平面布置图，砖型图，窑体加固、管路制作安装图，风机安装图，仪表柜制作图，池炉材料设备明细表，材料设备参考厂家名单，池炉使用说明书；池炉制作、烘烤、调试期间现场技术指导及人员操作培训；在窑炉点火升温调试之日起的一年内，负责对窑炉设备的保修；在此后，终生提供及时周到的免费技术服务。关于专用新型池炉设备工程造价一般年产5000～7000吨精炼渣产品投资概算费用50～70万元左右。
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钢包和中间包低碳碱性保温剂
该产品特点保温效果好，铺展性能强，不污染环境。用于钢包减少钢渣飞溅，在浇注时间内使钢水不结壳，包口不沾渣；用于连铸中间包在浇注过程中钢液面不露红，良好的保温效果保证拉坯速度的稳定。与国内现有同类保温材料相比具有保温效果好，铺展性能优良，产品质量稳定并能吸收钢中非金属夹杂物，是目前国内各钢厂同类产品中最理想的换代产品。
主要理化指标：
SiO2 :20~30% Al2O3:5~8% CaO:40~50% MgO:10~15 TC:<5% NaO：5~8*
熔化温度：1250—1300℃ 熔重： 0.6—0.8g/cm3 水分：<1%
洁净钢生产中合成渣剂实用技术
可根据钢铁生产和精炼过程中不同的生产工艺和技术要求，采用不同的合成渣剂，进行脱氧、脱硫和脱磷。主要有钙系、钡系和镁系，该项技术具有国内同类产品的先进水平，另外，还可提供铁水聚渣剂、稀渣剂和钢水改质剂等技术。
（1）铝及铝合金连续铸挤成形技术，（2）AlTiC晶粒细化剂
一、简介
1、连续铸挤设备获国家实用新型专利； 2、AlTiC制备技术获国家发明专利。 上述技术均经过现场中试，为成熟技术。
二、应用：
1、连续铸挤设备技术，可以进行铝及铝合金的连续挤压成形，能生产各种铝线材、管材和简单型材，具有工艺路线段、节能环保的技术特点；
2、AlTiC晶粒细化剂技术，研究出了适于工业化生产的制备方法，其细化能力在东北轻合金有限公司现场检验，达到一级水平。
高性能镁合金管、型材连续流变成形
本项目在已有基础上，首次提出高性能镁合金连续流变成形技术，它是连续铸挤和半固态技术的发展，可从液态镁合金连续制备出高性能镁合金材料，属于高效节能的短流程新技术。以熔体与轧辊界面间的凝固与摩擦为重点，研究熔体－轧辊界面间的传热和温度场分布，界面间凝固各区分布规律，实现熔体咬入和成形时的临界摩擦
东北大学科技成果推广项目 13
系数；分析工艺条件对各区分布及摩擦机制的影响规律；完善流变成形控制系统。在拥有自己知识产权的DZ3500型半固态成形实验机上实现高性能镁合金管、型材连续流变成形。
目前变形镁合金的管型材生产仍是行业需要解决的重大技术问题。将镁合金浆料连续制备、连续流变成形有机结合，实现流变成形的一体化与连续化。从液态镁合金直接连续制备出高性能的多种断面镁成形材，属于高效节能的新技术开发，将是金属成形领域中极大技术突破。技术特点：①成本低，流程短，可方便的连续制备高性能镁合金管、型材。②制品组织性能优。由于在轧辊强烈的剪切挫动作用下形成了细小球形晶组织，经连续流变成形制品组织性能优越。③流变扩展成形容易制备大断面或大口径的型材和管材、复杂断面型材。
镁合金是近年来世界上广泛重视的高性能、超轻、环保材料,广泛应用于航空、军工、交通、3C等领域。生产高性能镁合金管型材会取得巨大的经济效益，同时收到节能环保的社会效益
基于自蔓延熔铸法制备铜铬合金的新技术
一、项目简介、特点与技术指标
铜铬合金触头材料是高电压、大容量真空开关的理想的高性能触头材料，然而获得高性能触头材料的关键在于其合理的制备工艺和设备。目前，粉末冶金法由于其固有的原因其制备的铜铬合金触头材料的电性能差；真空熔渗法则存在的成品率低和成本高的缺陷；真空自耗电弧炉法的设备复杂且没有知识产权，生产成本过高。铜铬合金属属难混溶合金，难混溶合金是一类非常重要的合金系。了降低生产成本、提高产品性能和成品率，课题组在国家自然科学基金的资助下提出：以氧化物为原料，基于自蔓延熔铸法直接获得铜铬合金的新工艺路线。
目前，通过自蔓延熔铸的研究，已获得了ф70×300的合金铸锭。它包括三个步骤：⑴用铝热法获得互溶的高温熔体；⑵用冶金（电磁铸造）方法和快冷技术处理熔体，将铜铬合金高温下的互溶状态尽可能地保留下来，从而获得无宏观偏析、无缺陷、显微组织均匀的材料；⑶应用重熔技术消除气孔和夹杂，精炼铜铬合金。而且采用该工艺可以制备CuCr25-CuCr50系列合金的制备，突破了CuCr25低铬含量合金难于制备的工艺原理局限，成功制备出CuCr25合金，而且实现了传统制备工艺难以实现的大尺寸CuCr合金铸锭的制备。
目前，该技术已申请国家发明专利2项，其中已授权1项。
1、专利名称：铝热还原-电磁铸造法制备铜铬合金，专利号：ZL200510047309.7，
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发明人：张廷安、豆志河、杨欢、赫冀成
2、专利名称：自蔓延熔铸-电渣重熔制备CuCr合金触头材料的方法， 申请号：200710011613.5，发明人：张廷安、豆志河、牛丽萍、赫冀成，蒋孝丽 该工艺所制备CuCr50等产品的主要技术指标如表1所示。 表1 主要产品的技术指标 气体含量/ppm
HB硬度
密
度导
电
率截流值 击穿强度
（g/cm3） （103s/m）
O2≤350、N2≤30、H2≤2 80～100
8.0±0.08 17～20
<3.5A
>25kV/mm
二、项目的完成程度
目前，已完成实验室放大试验，能够直接制备出ф60-80×300的大尺寸铜铬合
金铸锭，同时自行研发设计有铝热还原-电磁铸造一体化设备样机，具备产业化水平和独立知识产权，因此该项目不存在着工业放大问题。
三、应用范围
目前，随着我国国民经济的迅速发展，尤其是国家西部大开发和振兴东北老工业基地的需要，对能源的需求急剧增加，电厂、电站不断增建（如长江三峡、黄河小浪底），预计到2010年我国发电总容量将翻一翻。因此，铜铬合金作为电力能源输送中的关键材料其需求量势必增加。市场前景和经济效益十分看好。同时，该技术的研发和转化可带动一个行业的发展，具有明显的社会经济效益。国内该类产品几乎都依赖进口，我国缺乏独立的知识产权。本技术的推广应用，将改变我国该类产品依靠进口的局面，同时可以出口国外，对提升我国铜铬合金产业技术水平将会起到极大的推动作用。
四、投产条件与经济效益预期
形成1万吨/a产能的示范生产线，项目总投资1500-2000万元；建设年产能为1.0-1.5万吨的自蔓延反应炉（包括循环水冷装置，液压工作站）1台套，电渣重熔设备1台套，辅助设备包括电极焊机、锻压设备，建设周期12-18个月。销售收入50~100亿元/a，利润10~200万元/a，投资回收期0.5~1年。
五、合作方式
该技术具有很好的研究基础，并且已完成实验室放大试验，工业化生产已不存在技术风险，可以采用技术转让或技术入股的性形式进行合作开发。
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长寿命高效复合型光催化抗菌材料
随着科学技术的进步及人类生活水平的提高，人类对所处环境和自身的健康越来越重视，抗菌材料应运而生。其中，无机抗菌剂具有持续性、广谱性、安全性，不易产生耐药性、耐热性好等特点，广泛应用于陶瓷、涂料、纤维布匹、化妆品、有机塑料、食品等领域。近年来，以TiO2为代表的光催化材料得到了广泛的研究，由于TiO2光催化抗菌材料利用太阳光、荧光灯中含有的紫外光作激发源就可具有抗菌和杀菌的双重效用，同时反应迅速，杀菌力强，对人安全无毒，且具有净化空气、污水处理、自清洁等光催化效应，已成为新一代的无机功能材料，应用领域极为广泛。目前在全球市场上，光催化抗菌产品在食具、清洗机、卫生器具、厨房用品及医疗机械等方面都有应用。国内处于领先潮流的抗菌空调及抗菌家电系列均采用无机抗菌剂结合特定的载体而生产的产品。
目前，国外如日本等在光催化技术实用化的研究与开发方面进展很快，仅日本东陶(Toto)一家公司2005年光催化剂产品预计将达到200亿日元(1.68亿美元)。预计到2006年，日本该领域的产值将达3万亿日元。可以预见，随着光催化抗菌材料研究开发的不断进展，其综合抗菌性能不断提高，其应用范围必然日益广泛，功能必然更加齐全。
然而TiO2光催化无机抗菌材料在某些方面也存在一些不足，当在弱紫外光激发下，光催化活性明显不足。最明显的是在黑暗中将丧失抗菌和杀菌效应，而黑暗条件下更适于细菌的生长与繁殖。为了解决上述问题，必须提高光催化抗菌材料的催化活性，同时使其与其它抗菌金属离子相结合，解决无光照时的失活问题，提高光催化抗菌材料的综合抗菌性能。
基于以上问题，我们采用微波烧结制备稀土混合掺杂TiO2纳米长寿命高效复合型抗菌材料，提高光催化活性。并将光催化材料与少量银等抗菌性较强的金属离子相组合，使其在无光照条件下也具有很强的杀菌能力，从而提高光催化材料的综合抗菌性能。制得的复合抗菌材料对大肠杆菌进行抗菌实验表明，该材料在自然光存在条件下，60min对大肠杆菌、霉菌、金黄色葡萄球菌的杀菌率均达95％以上，3h杀菌率大于99.5％；在黑暗条件下60min的杀菌率大于90%，6h杀菌率大于99.5％ ，表明研制的“长寿命高效复合型抗菌材料”具有优异的抗菌性能，其杀菌性能远高于国外同类产品。该项目已通过省部级专家鉴定，专家鉴定结论为 “国际领先”。该项目于2007年度获省部级二等奖。高活性复合型稀土混合掺杂TiO2光催化抗菌材料具有极广阔的应用前景。